[发明专利]一种利用燃料电池余热的复合吸收式制冷系统

说明书

一种利用燃料电池余热的复合吸收式制冷系统，其特征在于：包括燃料电池模块和吸收制冷循环模块，所述吸收制冷循环模块包括依次连接形成循环的制冷剂再生装置、制冷剂蒸发装置和制冷剂吸收装置，所述燃料电池模块产生的废热传递给所述制冷剂再生装置后从吸收剂中再生出制冷剂，再生出的制冷剂进入所述制冷剂蒸发装置向外输出冷量后进入所述制冷剂吸收装置，在制冷剂吸收装置中，制冷剂被吸收剂所吸收，然后回到制冷剂再生装置形成循环。本发明利用氢气和空气的电化学反应驱动，既能通过高温质子交换膜燃料电池产生电能，又能利用燃料电池废热制冷。

技术领域

本发明涉及制冷设备系统技术领域，尤其涉及一种利用燃料电池余热的复合吸收式制冷系 统。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。 它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学 反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率 高。燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使 用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发 电技术。以氢气为代表的氢能源因清洁高效零碳排放受到了国内外广泛关注。在氢气的利用 中，以氢气为燃料的高温质子交换膜燃料电池作为燃料电池中的其中一种，可以高效的将化学 能转化产生出为电能。但即使效率提高，电池内部仍会产生40～50％的废热。在现有技术中，产 生的这部分废热只能自然耗散在周围环境中而不能够得到有效的回

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种利用燃料电池余热的复合吸收式制冷系 统，利用余热驱动的吸收式制冷系统对废气热量重新利用，从而达到节能的效果，实现冷热电 联产目的。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种利用燃料电池余热的复合吸收式制冷系统，其特征在于：包括燃料电池模块和吸收制 冷循环模块，所述吸收制冷循环模块包括依次连接形成循环的制冷剂再生装置、制冷剂蒸发装 置和制冷剂吸收装置，所述燃料电池模块产生的废热传递给所述制冷剂再生装置后从吸收剂中 再生出制冷剂，再生出的制冷剂进入所述制冷剂蒸发装置向外输出冷量后进入所述制冷剂吸收 装置，在制冷剂吸收装置中，制冷剂被吸收剂所吸收，然后回到制冷剂再生装置形成循环。

进一步的，还包括用于将所述燃料电池模块中的废热传递给所述吸收制冷循环模块的冷却 油循环模块，所述冷却油循环模块包括油泵和第一换热器，所述燃料电池模块、油泵和第一换 热器依次相连接，所述制冷剂再生装置包括依次相连的气液分离器、风冷式冷凝器和第一储液 罐，所述制冷剂吸收装置包括依次相连的压缩机、风冷式翅片管吸收器、第二储液罐和溶液泵， 所述溶液泵的出口端依次连接第一换热器和气液分离器，所述第一储液罐的出口端依次与所述 制冷剂蒸发装置和所述压缩机的入口端相连接，气液分离器的出口端还与风冷式翅片管吸收器 相连接。

进一步的，所述制冷剂蒸发装置包括第一针型节流阀、毛细管和板式蒸发器，所述第一储 液罐的出口端依次与所述第一针型节流阀、毛细管、板式蒸发器以及压缩机的入口端相连接， 所述板式蒸发器还与冷冻水管道相连接。

进一步的，所述制冷剂蒸发装置还包括回热器，所述回热器的入口端分别与所述第一储液 罐、板式蒸发器的出口端相连接，所述回热器的出口端分别与所述第一针型节流阀、压缩机的 入口端相连接。

进一步的，在所述制冷剂吸收装置和制冷剂再生装置之间设置有第二换热器，所述溶液泵 的出口端经过所述第二换热器与所述第一换热器相连接，所述气液分离器的出口端经过所述第 二换热器与所述风冷式翅片管吸收器相连接。

进一步的，在所述制冷剂蒸发装置中还包括第二针型节流阀，所述第二针型节流阀与所述 第一针型节流阀和毛细管相并联。